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1、1,2,第八章：小区域控制测量,中南大学土木建筑学院道路工程系,3,平面控制网(Horizontal control network)的布设形式 导线(Traverse)控制网的观测、计算 小三角测量(Triangulation)介绍 交会(Intersection)定点,内容提要,4,前言(Preface),测量原则 “从整体到局部，先控制后碎部”，如进行地形测量之前必须先进行控制测量。 目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网(horizontal control network)和高程控制网(vertical control network)。控制误差的积累。作为进行各种细部
2、测量的基准,5,控制测量介绍,工程测量的各项工作很大程度上依赖于水平/垂直控制网由多个控制点形成。 水准测量和三角高程都可以用来确定控制点的垂直位置高程。 平面控制网点坐标的确定方法包括 导线测量(Traversing) 三角测量(Triangulation)、三边测量(trilateration) 交会定点(Intersection, resection) 近年来，全球定位系统(Global positioning system, GPS) 已广泛应用于三维控制测量。,6,3、控制测量分类,按内容分：平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。按精度分
3、：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量,7,国家平面控制网,国家平面控制网是确定地貌地物平面位置的坐标体系，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共 154348个，构成1954北京坐标系统、1980西安坐标系两套系统。 “十五”期间对现有的国家平面控制网和国家高精度卫星定位控制网进行联合处理，形成新的覆盖我国全部国土的动态三维地心大地坐标系统。,8,10,“2000国家GPS控制网”由国家测绘局布设的高精度GP
4、S A、B级网,总参测绘局布设的GPS 一、二级网，中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成。该控制网整合了上述三个大型的、有重要影响力的GPS观测网的成果，共2609个点。通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，形成了紧密的联系体系，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，同时为建立我国新一代的地心坐标系统打下了坚实的基础。,11,国家平面控制网介绍,一等三角锁 沿经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系，锁长200250公里，构成许多锁环。 一等三角锁内由近于等边的三角形组成，边长为2030公里。,12,二等三角测量有两种布网形式：由纵横交叉的两条二等基本锁将一等锁环
5、划分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案。在一等锁环内布设全面二等三角网，称全面布网方案。二等基本锁的边长为2025公里，二等网的平均边长为13公里。,二等三角网,14,15,小区域的平面控制网,小区域的平面控制通常是指面积在10km2以内区域控制测量，尽量与国家控制网联测，联测有困难时，可采用假定坐标系。 小区域的平面控制网的分级 测区中最高级的控制：首级控制 测区中最低级的控制：图根控制 布网形式 一、二、三级导线 一、二级小三角网或小三边网,16,82 导线测量,一、导线的形式 工程测量中，导线(Traverse)是一种常用的平面控制测量方法，依靠测量
6、相邻控制点间的距离和角度来确定控制点的坐标。 导线适用于平坦、隐蔽的地区和城镇建筑密集区。 导线的布设形式 闭合导线(Polygon traverse ) 附合导线(Link traverse ) 支导线(Open traverse ) 结点导线(Jointed traverse) 导线网(Traversing network),17,闭合导线 (Polygon Traverse),导线从一点开始，经过一系列导线点，最后又回到原来的起始点，形成的多边形，称闭合导线。闭合导线多用于宽阔地区的控制。,18,附合导线 (Link Traverse ),布设在两个高级控制点之间的导线，称附合导线。附合
7、导线适用于狭长地区的控制。,19,支导线(Open Traverse),由一已知点和一已知边的方向出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线，称支导线。 因支导线缺乏检核条件，故其边数不能超过4条，只能用于图根控制。,20,结点导线(Jointed Traverse),21,导线网(Traversing Network),22,二、导线等级及技术要求,23,三、导线测量的外业工作(Fieldwork),1、踏勘、选点和埋设标石 在实地确定合适的导线点点位(traverse stations)选点中应该注意的几点： 为便于测角，相邻导线点间必须通视良好。 为便于测边，应考虑各种测距方法的
8、要求。如使用测距仪，测距边应通视良好，视线离地面1.3m以上，并避开发热体和强电磁场的干扰。如用钢尺，测距边应平坦而无障碍。 为便于测绘地形，导线点应选在地势较高视野开阔的地方。 导线的边长应符合技术要求的规定，相邻边长不要相差悬殊。 导线应均匀分布在测区，便于控制整个测区。,24,埋设标志 i. 木桩 ii. 混凝土标石,埋设标石类型很多，按控制网种类、等级和埋设地区地表条件的不同而有所差别。,25,点之记(Witnessing sketch),26,27,2、测角测回法测左角，也可测右角。闭合导线测内角附合导线多测量左角，在铁路测量中一般测量右角。支导线，既测左角又测右角，其圆周角闭合差应
9、不超过40。与高级点连测的导线，应测量必要的连接角。 3、测边钢尺、测距仪、横基尺、视距法等 4、测定方向a. 与国家控制点连测推求；b. 独立导线，用天文观测或陀螺经纬仪法；c. 罗盘测磁方位,28,测角(Measuring Angles),经纬仪被用来测定相邻控制点间形成的一系列水平角。 测角误差来源 经纬仪整平、对中误差 控制点上设置的照准目标不垂直引入的误差，应尽量照准目标底部，且仔细照准目标； 视差未消除好(Parallax not eliminated),29,测距(Measuring Distances),钢尺或测距仪可用来测定导线点间的距离。 如果测距仪被使用，在每一导线点上的
10、角度和距离可一并测出。 当初始观测距离得到后，应对其作相应的改正，以得到水平距离。,30,83 导线测量的内业计算 Traversing Computation,31,导线计算步骤,角度闭合差的计算与角度的改正 坐标方位角的计算 坐标增量的计算与坐标增量的改正 坐标的计算,32,一、闭合导线,已知数据：AB，XB，YB,观测数据：连接角B；导线转折角0，1，,5；导线各边长DB1，D12，D51。,A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。,33,已知数据: x1=500.00 m y1=500.00 m a12=243600“,计算前，检查观测数据并绘制草图,34,闭合导线计算过程,3
11、5,1、角度闭合差的计算与调整,为了计算导线点的坐标，我们首先必须计算导线的坐标方位角(Whole-circle bearing)。 因为角度观测有误差，基于一定几何条件对角度观测值作检查(Check)和修正(Correction)是需要的。 （1）角度闭合差(Angular misclosure)的计算 多边形内角和的理论值为：角度的几何矛盾，或称为角度闭合差(Angular misclosure)定义如下,36,角度闭合差处理（续）,（2）精度检核 如果由观测角度计算所得的角度闭合差不超过限差(Allowable error)，我们便可以对角度观测值作改正。当fF容时，对所有角度观测值进行
12、调整,37,（3） f的调整 闭合差按相反符号平均分配到各角上； f不能整除时，余数分在短边上。检核：（4）改正后的角值检核：,38,2、坐标方位角的计算,若aBC360，则 -360,检核：,39,3、坐标增量的计算与调整,(1)坐标增量计算,40,3、坐标增量的计算与调整（续）,(2)坐标增量闭合差计算值,坐标增量闭合差理论值,41,3、坐标增量的计算与调整（续）,42,3、坐标增量的计算与调整（续）,43,4、导线点坐标的计算,从已知控制点开始，对未知坐标的导线点逐一计算其坐标。,检核：,辅助计算,0,0,fy=+0.072,fx=-0.088,392.900,360 00 00,359
13、 59 10,2,35 53 17,215.650,506.320,89 36 43,+ 13 89 36 30,1,-85.680,+61.126,0.019 85.661,+0.024 +61.102,105.220,305 30 00,301.330,445.194,107 48 42,+ 12 107 48 30,4,-64.311,-47.886,0.015 64.296,+0.018 -47.904,80.180,233 18 42,365.641,493.080,73 00 32,+12 73 00 20,3,+104.187,-76.579,0.024 +104.211,+0.
14、029 -76.608,129.340,126 19 14,261.454,569.659,89 34 03,+13 89 33 50,2,215.650,506.320,+45.804,+63.339,0.014 +45.818,+0.017 +63.322,78.160,35 53 17,1,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,y,x,坐 标 (m),调整后坐 标增量(m),坐标增量 计算值(m),边长(m),坐标方位角 ,调整后右角 ,右角观测值 ,测站,表86 闭合导线坐标计算表,45,辅助计算,点号,观测角 （右角） “,改 正 数,改正角“,1,2,3,4,坐标 方位角
15、 ,距离Dm,点号,1,2,3,4,增量计算值,改正后增量,坐标值,xm,y m,xm,y m,x m,y m,1,2,1,2,闭 合 导 线 坐 标 计 算 表,107 48 30,89 36 30,89 33 50,53 18 43,125 30 00,73 00 20,+13,+13,+12,+12,+50,359 59 10,107 48 43,73 00 32,89 34 02,89 36 43,360 00 00,125 30 00,306 19 15,215 53 17,105.22,80.18,129.34,78.16,392.90,-0.02-61.10,-0.02+47.90,-0.03+76.61,-0.02-63.32,+0.02+85.66,+0.02+64.30,+0.02 -104.21,+0.01-45.82,+0.09,-0.07,+64.32,+47.88,+76.58,-104.19,-45.81,-63.34,-61.12,+85.68,0.00,0.00,585.68,545.81,563.34,438.88,650.00,486.76,500.00,500.00,500.00,500.00,46,二、附合导线计算,闭合导线的计算步骤,类似于闭合导线的计算，不同之处在于： 1、角度闭合差计算 2、坐标增量闭合差的计算,
